本發(fā)明涉及水位測(cè)量領(lǐng)域，特別是涉及一種溝渠水位監(jiān)測(cè)儀。

背景技術(shù)：

當(dāng)極端天氣(暴雨)發(fā)生時(shí)，徑流流失可能會(huì)攜帶大量的泥沙進(jìn)入溝渠或者河流，因此泥沙含量大是農(nóng)田區(qū)域徑流流失的一大特點(diǎn)。目前常用測(cè)量水深和防洪的技術(shù)方法分別是回聲定位法和浮球開關(guān)法。這兩種方法一般常應(yīng)用于水庫(kù)水位監(jiān)測(cè)及水庫(kù)防洪報(bào)警，當(dāng)水體含沙量大時(shí)，會(huì)影響回聲定位法的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，而浮球水位開關(guān)法只能判斷是否超過某一確定的液位值，并不能給出液位的具體值，并不適合水位比較淺的農(nóng)田溝渠水位。

本發(fā)明旨在提供一種適合含沙量比較大，雜物比較多，水位比較淺的農(nóng)田環(huán)境的水位監(jiān)測(cè)儀。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種溝渠水位監(jiān)測(cè)儀，解決現(xiàn)有技術(shù)中不能精確測(cè)量農(nóng)田溝渠水位的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種溝渠水位監(jiān)測(cè)儀，包括水位檢測(cè)電路、微處理器、移動(dòng)通信電路以及電源電路；所述微處理器分別與水位檢測(cè)電路、電源電路以及移動(dòng)通信電路相連；所述水位檢測(cè)電路包括加法電路、帶通濾波電路、振蕩電路、放大電路、濾波電路、采樣保持電路；所述振蕩電路包括電容感應(yīng)探頭、石英晶體和電感；微處理器內(nèi)部的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生電壓信號(hào)，使用脈沖寬帶調(diào)制輸出頻率信號(hào)，經(jīng)過加法電路及濾波電路后，產(chǎn)生頻率和幅度可控的信號(hào)源，振蕩電路在信號(hào)源的激勵(lì)下產(chǎn)生振蕩信號(hào)，并經(jīng)過放大電路和濾波電路放大和濾波后，經(jīng)采樣保持電路輸入微處理器內(nèi)部的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換得到精確的電容值；微處理器將電容值轉(zhuǎn)換成壓力值，并經(jīng)過計(jì)算得到水位值。

可選的，所述振蕩電路為帶有溫度補(bǔ)償?shù)木w震蕩電路。

可選的，還包括WIFI通信電路，WIFI通信電路通過遠(yuǎn)程通訊網(wǎng)絡(luò)與上位監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)匹配連接。

可選的，所述WIFI通信電路中設(shè)置有自動(dòng)休眠控制電路。

根據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

1、水位檢測(cè)電路采用頻率法測(cè)量壓力感應(yīng)探頭的電容值，為提高測(cè)量精度，采用頻域測(cè)量方法實(shí)現(xiàn)對(duì)電容值的測(cè)量，即采用不同頻率、不同幅值的信號(hào)對(duì)電容感應(yīng)探頭進(jìn)行頻率掃描，獲得其頻率響應(yīng)信號(hào)，經(jīng)采樣保持電路輸入微處理器內(nèi)部的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換得到精確的電容值；微處理器將電容值轉(zhuǎn)換成壓力值，并經(jīng)過計(jì)算得到水位值。相對(duì)于回聲定位法測(cè)量溝渠水位，其測(cè)量值更加準(zhǔn)確。

2、本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)傳感器的接入物聯(lián)網(wǎng)，改進(jìn)和優(yōu)化了傳統(tǒng)的WIFI通信系統(tǒng)，除了使用最新的ARM CM3內(nèi)核處理器作為無線應(yīng)用處理器外，還設(shè)計(jì)了自動(dòng)休眠控制電路來降低儀器功耗，WIFI通信部分在沒有連接接入點(diǎn)的情況下，可以自動(dòng)進(jìn)入深度睡眠模式，而在連接接入點(diǎn)的情況下，WIFI模塊也會(huì)進(jìn)入休眠模式，但是此時(shí)會(huì)自動(dòng)喚醒檢測(cè)數(shù)據(jù)包。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為一種溝渠水位監(jiān)測(cè)儀的電路結(jié)構(gòu)圖

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的目的是提供一種溝渠水位監(jiān)測(cè)儀，解決現(xiàn)有技術(shù)中不能精確測(cè)量農(nóng)田溝渠水位的問題。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

如圖1所示，一種溝渠水位監(jiān)測(cè)儀，包括水位檢測(cè)電路1、微處理器2、移動(dòng)通信電路3、WIFI通信電路4以及電源電路5；水位檢測(cè)電路1包括加法電路101、帶通濾波電路102、振蕩電路103、放大電路104、濾波電路105、采樣保持電路106。

微處理器1內(nèi)部的12位數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生電壓信號(hào)，使用脈沖寬帶調(diào)制輸出頻率信號(hào)，經(jīng)過加法電路101及帶通濾波電路102后，產(chǎn)生頻率和幅度可控的信號(hào)源，石英晶體、電感與感應(yīng)探頭組成的振蕩電路103在信號(hào)源的激勵(lì)下產(chǎn)生振蕩信號(hào)，并經(jīng)過放大電路104、濾波電路105后經(jīng)采樣保持電路106后輸入處理器內(nèi)部的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，經(jīng)過處理后最終得到水位值。

振蕩電路103包括電容感應(yīng)探頭、石英晶體和電感。晶體振蕩電路，是一種產(chǎn)生頻率信號(hào)的電路，這種電路會(huì)隨著溫度的變化而產(chǎn)生漂移，從而導(dǎo)致產(chǎn)生的頻率信號(hào)準(zhǔn)確度下降。帶有溫度補(bǔ)償?shù)木д耠娐房梢詼p少這種漂移，提高產(chǎn)生的頻率信號(hào)的準(zhǔn)確度，以提高儀器在溫度多變的野外的測(cè)量精度。

電源電路5為水位檢測(cè)電路、WIFI通信電路、移動(dòng)通信電路分別設(shè)計(jì)了高效的DC/DC變換電路，并分別單獨(dú)控制，保證每個(gè)單元只在需要工作時(shí)消耗電能，其它時(shí)刻則處于關(guān)斷狀態(tài)。電源電路5也是保證水位監(jiān)測(cè)儀低功耗可靠工作的重要組成部分。

水位檢測(cè)電路采用頻率法測(cè)量壓力感應(yīng)探頭的電容值，為提高測(cè)量精度，采用頻域測(cè)量方法實(shí)現(xiàn)對(duì)電容值的測(cè)量，即采用不同頻率、不同幅值的信號(hào)對(duì)電容感應(yīng)探頭進(jìn)行頻率掃描，獲得其頻率響應(yīng)信號(hào)，經(jīng)采樣保持電路輸入微處理器內(nèi)部的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換得到精確的電容值；微處理器將電容值轉(zhuǎn)換成壓力值，并經(jīng)過計(jì)算得到水位值。相對(duì)于回聲定位法測(cè)量溝渠水位，其測(cè)量值更加準(zhǔn)確。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)傳感器的接入物聯(lián)網(wǎng)，改進(jìn)和優(yōu)化了傳統(tǒng)的WIFI通信電路，采用了超低功耗WIFI方案，除了使用最新的ARM CM3內(nèi)核處理器作為無線應(yīng)用處理器外，還設(shè)計(jì)了自動(dòng)休眠控制電路來降低儀器功耗，WIFI通信電路在沒有連接接入點(diǎn)(ACESS POINT，AP)的情況下，可以自動(dòng)進(jìn)入深度睡眠模式，而在連接AP的情況下，WIFI模塊也會(huì)進(jìn)入休眠模式，但是此時(shí)會(huì)自動(dòng)喚醒檢測(cè)數(shù)據(jù)包，該檢測(cè)周期取決于實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸需要。

本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。

本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。